[发明专利]一种产富氢直饮水的海水淡化复合膜及其制备方法

说明书

本发明涉及膜分离技术领域，提供了一种产富氢直饮水的海水淡化复合膜及其制备方法。该海水淡化复合膜包括微孔陶瓷层、石墨烯氧化物层和二氧化硅气相层；二氧化硅气相层由二氧化硅气相涂料固化而成，二氧化硅气相涂料的制备方法如下：将正硅酸四乙酯添加到乙醇水溶液中，升温，滴加盐酸溶液，使正硅酸四乙酯反应形成二氧化硅溶胶，完全反应后，添加镁金属粒子，搅拌均匀后制得二氧化硅气相涂料。本发明的海水淡化复合膜以石墨烯氧化物为主要过滤介质，过滤而得的淡化水脱盐率高，可用于直饮，同时，其淡化后的淡化水含氢量高，还原性好，能够起到抗氧化作用。此外，该海水淡化复合膜的表面抗污性强，不易被堵塞，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，特别地，涉及一种产富氢直饮水的海水淡化复合膜及其制备方法。

背景技术

随着地球上人口的增多，再加上淡水湖、河、地下水等淡水资源的污染，淡水资源非常紧缺，如不引起重视，不就将来导致整个人类缺水。而海洋中拥有无以量计的水源，如果能够对其进行淡化利用，无疑将彻底改变目前缺淡水的局面。

目前所用的海水淡化方法主要有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法，其中，应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。其中，蒸馏法存在成本高、耗能高的技术缺陷。而反渗透膜法存在海水盐分去除率相对较低的技术缺陷。此外，现有的海水淡化膜淡化后的海水还并不能直接用于直饮，必须经过后续进一步的净化处理。

如专利201410080407.X公开了一种负载氧化石墨烯纳米薄片的聚酰胺薄膜及其制备方法和应用，该发明的负载氧化石墨烯纳米薄片的聚酰胺薄膜的制备方法包括以下步骤：1)制备石墨烯；2)制备石墨烯氧化物；3)制备聚酰胺/聚砜中空纤维复合膜；4)复合膜表面功能化。该发明具有以下优点：通过在聚酰胺薄膜表面负载石墨烯氧化物，使得该种薄膜对细菌生长的抑制效果不会随时间增长而减弱，不会影响聚酰胺薄膜本身的渗透性与过滤能力，减少了薄膜的清洗次数，延长了薄膜的使用寿命；与现有技术中石墨烯氧化物置于聚酰胺膜内相比，减少了石墨烯氧化物的使用量，降低了生产成本，能够广泛的用于海水淡化与污水再生处理，有良好的应用前景。

但是上述专利中氧化石墨烯的主要作用是抑菌，其本身并不是过滤海水使其淡化的主要介质。在淡化率上来说并不突出，因此淡化后的海水还无法用于直饮。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种产富氢直饮水的海水淡化复合膜及其制备方法。本发明的海水淡化复合膜以石墨烯氧化物为主要过滤介质，过滤而得的淡化水脱盐率高，可用于直饮，同时，其淡化后的淡化水含氢量高，还原性好，能够起到抗氧化作用。此外，该海水淡化复合膜的表面抗污性强，不易被堵塞，使用寿命长。

为实现上述目的，本发明提供了一种产富氢直饮水的海水淡化复合膜，按过滤方向依次包括微孔陶瓷层、石墨烯氧化物层和二氧化硅气相层；

所述微孔陶瓷层的平均过滤孔径为1-10微米；

所述石墨烯氧化物层的平均过滤孔径为1-5纳米；

所述二氧化硅气相层的平均过滤孔径大于20微米。

其中，所述二氧化硅气相层由二氧化硅气相涂料固化而成，所述二氧化硅气相涂料的制备方法如下：将正硅酸四乙酯添加到其80-100倍质量的65-75wt％乙醇水溶液中，升温至55-65℃，然后滴加8-12wt％的盐酸溶液，使正硅酸四乙酯反应形成二氧化硅溶胶，完全反应后，向溶胶中添加镁金属粒子，搅拌均匀后制得二氧化硅气相涂料。

本发明的海水淡化复合膜，为三层复合结构。